Wpływ łagodnej hipertermii na morfologię, ultrastrukturę i organizację F- Aktyny w komórkach linii HL-60
DOI:
https://doi.org/10.12775/mbs-2013-0012Słowa kluczowe
hipertermia, filamenty aktynowe, linia komórkowa HL-60Abstrakt
Wstęp. Hipertermia jest dynamicznie rozwijającą się metodą lecznia nowotworów, stosowaną w skojarzeniu z radio- i/lub chemioterapią. Precyzyjny mechanizm działania hipertermii na poziomie komórkowym nie został, jak dotąd w pełni poznany i wydaje się on wielowymiarowy. Celem niniejszej pracy była analiza wpływu łagodnej hipertermii na organizację filamentów aktynowych w komórkach linii HL-60. Za zasadną uznano także ocenę zmian morfologicznych i ultrastrukturalnych wywołanych przez hipertermię, celem określenia rodzaju uruchamianej śmierci zachodzącej w badanej linii.
Materiały i metody . Badania przeprowadzono na komórkach linii białaczki promielocytowej HL-60. Filameny aktynowe wyznakowano falloidyną skoniugowaną z Alexa Fluor® 488 i oglądano w mikroskopie fluorescencyjnym. Morfologiczne i ultrastrukturalne zmiany w komórkach oceniono odpowiednio, przy użyciu mikroskopu świetlnego oraz transmisyjnego mikroskopu elektronowego.
Wyniki. W wyniku ekspozycji komórek HL-60 na podwyższoną temperaturę obserwowano reorganizację cytoszkieletu aktynowego oraz pojawienie się komórek o cechach charakterystycznych dla procesu apoptozy, takich jak obkurcznie cyto- i nukleoplazmy, kondensacja i marginalizacja chromatyny czy obrzmienie mitochondriów. W wyniku rearanżacji, F-aktyna lokalizowała sie głównie w części korowej komórki w formie pierścienia lub w cytoplazmie w postaci wyraźnie wyznakowanych sieci i skupień. Stopień nasilenia zmian w komórkach wzrastał wraz ze wzrostem czasu regeneracji komórek.
Wnioski. Uzyskane wyniki pozwalają stwierdzić, że cytoszkielet aktynowy zaangażowany jest w realizację procesu apoptozy indukowanej przez łagodną hipertermię. Ponadto sugerują one, że na wystąpienie zmian w organizacji filamentów aktynowych, jak również zmian w morfologii i ultrastrukturze komórek ma wpływ, nie tylko zastosowany profil temperaturowy, ale również czas regeneracji komórek.
Bibliografia
Habash R.W.Y., Bansal R., Krewski D. et al.: Thermal Therapy, Part 2: Hyperthermia Techniques. Crit Rev Biomed Eng, 2006; 34: 491-542. http://dx.doi.org/10.1615/CritRevBiomedEng.v34.i6.30
Chicheł A., Skowronek J., Kubaszewska M. et al.: Hyperthermia - description of a method and a review of clinical applications. Rep Pract Oncol Radiother, 2007; 12: 267-275. http://dx.doi.org/10.1016/S1507-1367(10)60065-X
Zee J.: Heating the patient: a promising approach? Ann Oncol, 2002; 13: 1173-1184.
Fiorentini G., Szasz A: Hyperthermia today: Electric energy, a new opportunity in cancer treatment. J Cancer Res Ther, 2006; 2: 41-46. http://dx.doi.org/10.4103/0973-1482.25848
Wust P., Hildebrandt B., Sreenivasa G., Rau B., Gellermann J., Riess H., Felix R., Schlag P.M: Hyperthermia in combined treatment of cancer. THE LANCEL Oncol., 2002; 3: 487-497.
Hildebrandt B., Wust P.: The biologic rationale of hyperthermia. Cancer Treat Res. 2007; 134: 171-84.
Kong G., Anyarambhatla G., Petros W.B. et al.: Efficacy of liposomes and hyperthermia in a human tumor xenograft model: importance of triggered drug release. Cancer Res, 2000; 60: 6950-6957.
Milani V., Noessner E., Ghose S. et al.: Heat shock protein 70: role in antigen presentation and immune stimulation. Int J Hyperther, 2002; 18: 563-575. http://dx.doi.org/10.1080/02656730210166140
Song Ch.W., Lyons J.C., Griffin R.J. et al.: Increase in Thermosensitivity of tumor cells by lowering intracellular pH. Cancer Res, 1993; 53: 1599-1601.
Sakaguchi Y., Maehara Y., Baba H. et al.: Flavone acetic acid increases the antitumor effect of hyperthermia in mice. Cancer Res, 1992; 52: 3306-3309.
Hildebrandt B., Wust P., Ahlers O. et al.: The cellular and molecular basis of hyperthermia. Crit Rev Oncol/Hematol, 2002; 43: 33-56. http://dx.doi.org/10.1016/S1040-8428(01)00179-2
Coss R.A., Linnemans W.A.: The effects of hyperthermia on the cytoskeleton. Int J Hyprther, 1996; 12: 173-196. http://dx.doi.org/10.3109/02656739609022507
Reisler E., Egelman E.H.: Actin structure and function: What we still do not understand. J Biol Chem, 2007; 282: 36133-36137. http://dx.doi.org/10.1074/jbc.R700030200
Desouza M., Gunning P.W., Stehn J.R.: The actin cytoskeleton as a sensor and mediator of apoptosis. BioArchitecture, 2012; 2: 75-87. http://dx.doi.org/10.4161/bioa.20975
Streffer C. : Metabolic changes during and after hyperthermia. Int J Hyperthermia, 1985; 1: 305-319. http://dx.doi.org/10.3109/02656738509029295
Grzanka D., Stepien A., Grzanka A. et al.: Hyperthermiainduced reorganization of microtubulrs and microfilaments and cel killing in CHO AA8 cell line. Neoplasma, 2008; 55: 409-415.
Gagat M., Grzanka A.A., Grzanka A.: Evaluation of the effect of mile hyperthermia on morphology in CHO AA8 cell line. Med Biol Scie, 2010; 24: 25-32.
Pawlik A., Nowak J.M., Grzanka D. et al.: Hyperthermia induces cytoskeletal alterations and mitotic catastrophe in p53-deficient H1299 lung cancer cells. Acta Histochem, 2012.
Luchetti F., Mannello F., Canonico B. et al.: Integrin and cytoskeleton behaviour in human neuroblastoma cells during hyperthermia-related apoptosis. Apoptosis, 2004; 9: 635-648. http://dx.doi.org/10.1023/B:APPT.0000038043.03799.6f
Shui C., Scutt A.: Mild heat shock induces proliferation, alkaline phosphatase activity, and mineralization in human bone marrow stromal cells and Mg-63 cell in vitro. J Bone Miner Res, 2001; 16: 731-741. http://dx.doi.org/10.1359/jbmr.2001.16.4.731
Luchetti F., Burattini S., Ferri P., et al.: Actin involvement in apoptotic chromatin changes of hemopoietic cells undergoing hyperthermia. Apoptosis, 2002; 7: 143-152. http://dx.doi.org/10.1023/A:1014362415047
Cole A., Armour E.P.: Ultrastructural study of mitochondrial damage in CHO cells exposed to hyperthermia. Radiat Res, 1988; 115: 421-435. http://dx.doi.org/10.2307/3577292
Wheatley D.N., Kerr C., Gregory D.W.: Heat-induced damage to HeLa-S3 cells: correlation of viability, permeability, osmosensitivity, phase-contrast light-, scanning electron- and transmission electronmicroscopical findings. Int J Hyperthermia, 1989; 5: 145-162. http://dx.doi.org/10.3109/02656738909140444
Nakahata K., Miyakoda M., Suzuki K., Kodama S., Watanabe M.: Heat shock induces centrosomal dysfunction, and causes non-apoptotic mitotic catastrophe in human tumour cells. Int J Hyperthermia, 2002; 18: 332-43. http://dx.doi.org/10.1080/02656730210129736
Grzanka A., Grzanka D., Orlikowska M.: Cytoskeletal reorganization during process of apoptosis induced by cytostatic drugs in K-562 and HL-60 leukemia cell lines. Biochem Pharmacol, 2003; 66: 1611-1617.
Grzanka A., Grzanka D., Orlikowska M.: Fluorescence and ultrastructural localization of actin distribution patterns in the nucleus of HL-60 and K-562 cell lines treated with cytostatic drugs. Oncol Rep, 2004; 11: 765-70.
Izdebska M., Grzanka D., Gackowska L., Żuryń A., Grzanka A.: The influence of Trisenox on actin organization in HL-60 cells. Cent Eur J Biol, 2009; 4: 351-361. http://dx.doi.org/10.2478/s11535-009-0021-5
Pobrania
Opublikowane
Jak cytować
Numer
Dział
Statystyki
Liczba wyświetleń i pobrań: 645
Liczba cytowań: 0